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伦琴发现射线

时间:2022-02-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了进一步研究这种阴极射线管的性质,1894年德国物理学家雷纳德对阴极射线管进行新的实验。伦琴对实验很感兴趣,尤其对阴极射线管内的绿色辉光特别有研究。为了证实自己的设想,他利用雷纳德的装置对阴极射线管作了进一步的研究。从此这被伦琴发现的射线,就一直叫“X射线”,有时人们为了纪念伦琴,也叫它“伦琴射线”。

伦琴发现X射线

一提起X射线,人们马上人联想到医院里的X光室。在那里,医生可以为你透视肺部,看看肺上有没有病;手脚骨折了,医生也要你先拍一张X光片,看看骨头断了没有,伤在何处,然后再进行治疗。X射线除了能诊断疾病之外,在工业、科学研究等领域也发挥了重要的作用。但这X射线在19世纪初还没有一个人认识它哩!

19世纪20~30年代,许多物理学家对天上的打雷和闪电发生了极大的兴趣,他们要探索电的奥秘,发出电的本质,煞费苦心地在实验室进行人工模拟雷电的研究。要模拟雷电的发生,首先要进行大气人工放电实验。在一个长长的玻璃管的两端,一边封入一个正极,一边封入一个负极,当通高压电流后,管内气体就会放电,发生美丽的辉光。德国有一位物理学家叫戈尔坦,他认为这美丽的辉光是从阴极上产生出来的,是由某种射线射到玻璃上引起的。他把这种射线称为阴极射线,这种放电管叫阴极射线管。

为了进一步研究这种阴极射线管的性质,1894年德国物理学家雷纳德对阴极射线管进行新的实验。他把阴极射线管内出现辉光的地方开了一个小孔,并装上薄铝片,通电后发现这种射线本领很大,能穿透薄片而射到外面。后来他又把铂氰化钡涂在玻璃板上,使之成为荧光板,一通电,荧光板会发生很明亮的亮光。

1895年德国又出了一位物理学家,他的名字叫伦琴。他没有上过正规大学,只是在瑞士一所综合技术学校学了3年的机械工艺。伦琴对实验很感兴趣,尤其对阴极射线管内的绿色辉光特别有研究。

伦琴当时猜想这阴极射线管内的淡绿色荧光可能是由管子内剩余的空气引起的,或者是飞散的阴极射线打到玻璃上产生的。为了证实自己的设想,他利用雷纳德的装置对阴极射线管作了进一步的研究。

伦琴怕荧光板受到管子内闪光的影响,而降低实验的精度,就取来一张黑纸,把管子里里外外都遮好,同时,还关闭了实验室的门窗,不让一丝光线射人。准备工作做好后,他打开阴极射线管的电源,同时把荧光板放到管子边开小孔的地方,荧光板顿时闪闪发光,但他把荧光板往后放一点,却不见闪光了。为了证明这不是偶然现象,伦琴反复做了好几遍,结果都一样。他认为这是因为阴极射线射程很短,一跑远,就被空气粒子碰撞而飞掉了。

一天,伦琴吃完早饭,又来到实验室,像往常那样开始做实验。他先把阴极射线管包好,不让一丝光线进入,然后打开开关,咦!荧光板上怎么会有闪光?他觉得很奇怪,就顺手拿起了荧光板,这一下更使他毛骨悚然:一个完整的手骨的影子出现在荧光板上,吓得他浑身冒出了冷汗。当时他不相信自己的眼睛,这究竟是在做实验还是中了邪魔,当他定神之后,手的影子也消失了。伦琴决心反复试验。于是他打开灯,再仔细检查一下阴极射线管是否包裹好,当一切准备妥当,他又重复做了刚才的实验。啊!奇妙光线又出现了,手骨影子也出现在荧光板上。再一次试验成功,说明所发生的现象并非出于偶然,而是确确实实的实验事实,伦琴认识到这光线肯定不是阴极射线,因为阴极射线射程短,现在这射线能透过玻璃、黑纸、手,说不定是一种人类未认识的新射线。他越想越兴奋,越想越要探索这新射线究竟是什么。

一连几天实验做下来,伦琴感到很累,他真想好好地休息,但强烈的探索欲望使他精神倍增,他又继续做起实验来了。他拿了好多东西,如木头、铁块、橡胶等一一放在阴极射线管和荧光板之间,结果那种神奇的射线都把它们穿透了。后来他放上一块铅,又换了一块铂,终于挡住了这种射线。

伦琴的妻子一般不来实验室,但近一时期伦琴好久没回家,为了弄清楚他究竟在干什么,决定来探望他。一天夜里,她轻手轻脚地推开了实验室的大门,一看,自己的丈夫伏在桌上睡着了,她随手拿了件衣服给他披上,谁知这一披,惊醒了他,马上站起来拉着妻子的手说:“来,给你做一个有趣的实验。”他把妻子的手放到一平台上,打开阴极射线管的电源开关,荧光板上立即显示出一只手骨的图像,妻子惊奇万分,问:“是什么射线有那么大的魔力!”伦琴答道:“我也不知道,兴许是一种无名的射线吧!”这时妻子脱口说道:“还是个X!”(意思是未知数)伦琴听后,心头顿时一亮,连声说:“说得好,就叫它X射线吧!”从此这被伦琴发现的射线,就一直叫“X射线”,有时人们为了纪念伦琴,也叫它“伦琴射线”。

X射线的发现轰动了整个世界,当时人们还仅仅把它当作一种游戏工具,后来医学家首先用它来帮助诊断病情,造福于全人类。当时美国一位医生就用这射线发现了一病人体内的子弹,由于及时治疗,免除了病人的很多痛苦。不仅如此,更重要的是人们对X射线的研究,促使发现了天然放射性,从而揭开了微观物质世界的奥秘。X射线的发现不愧为19世纪末物理学三大发现之一,伦琴也因此成为第一个获得诺贝尔物理学奖的人。

故事哲理:一切偶然的现象背后可能隐藏着必然的规律。

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